CN203565694U - 钢管收口的径向压模装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种钢管收口的径向压模装置，所述压模装置包括上部模具及下部模具两部分，当两部分模具贴合时其内部形成完整的型腔结构，所述型腔结构包括有二轴向相互对称的柱面部分、锥面部分，二锥面部分之间设有形成钢管锯切线的过渡面部分。本实用新型的效果是该装置一次挤压成型，切开后同时可得到两个收口端，提高工作效率；收口过程中，钢管不会发生轴向窜动，目标值准确可控；收口过程不需要石墨润滑剂，消除了对环境的污染；收口过程中无需测量内径，不会“过收口”；收口后，模具不会卡住管体，容易脱模；对管子长度没有限制，轴向无需任何约束定位等，克服了轴向压缩收口可能存在的失稳现象；收口前，无需对钢管端面进行倒角与平整加工；收口过程安全、简便、快捷，降低了劳动强度。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种钢管收口的径向压模装置，此压模结构装置能够实现一次收口作业，同时得到两个钢管收口端的效果。
背景技术
随着石油开采难度的加大，对油套管特殊扣的密封及抗压缩性能提出了更高的要求。在油套管行业中，生产厂为了提高钢管特别是薄壁钢管的使用性能，要求在保证内倒角加工完整的情况下获得尽量大的端面台肩厚度，而要达到这一目的的一个有效途径就是加工前对管端进行收口加工。通过收口，增加了切削余量，才能最大限度的满足上述要求。
所谓的钢管收口，就是使钢管外缘在径向压力的作用下发生塑性应变并使其向内产生环状收缩，通过外径的变化得到相应的内径值，钢管收口后，管端内径在一定长度内明显小于非收口管端，对于保证内倒角的完整性非常有效。
目前存在的收口方式为
1.锥形模具轴向压缩收口；（申请号201220120559.4）
2.圆盘式三轴滚压收口；（申请号201220330567.1）
3.分体式锥模挤压收口；（没有检索到相关专利，）
锥形模具轴向压缩收口：在机床设备上完成，钢管穿过旋转轴，卡爪对钢管进行卡紧与固定，模具安装在尾座，收口时，需要很大的卡紧力克服钢管的轴向打滑，钢管外径受到机床旋转轴孔的限制，收口时对机床传动系统的轴向作用力较大。应用此方式，对于评价试验所用的短管无法在生产线上完成收口，而在压力机上收口对管体长度又有所要求，而且收口过程容易发生失稳的危 险，收口前需要进行外倒角加工防止啃模具，需要进行平端面加工防止管体倾斜，收口过程中还需要中断进行测量内径，同时还需要的附件如底撑、支架，压板、石墨润滑液等才能进行收口作业，比较繁琐。
圆盘式三轴滚压：在机床设备上完成，钢管穿过旋转轴，卡爪对钢管进行卡紧与固定，收口工具安装在尾座上，对钢管进行卡紧与固定，需要很大的卡紧力克服轴向打滑，钢管外径受到机床旋转轴的限制，收口时对机床传动系统的轴向作用力较大。收口前需要进行平端面与外倒角加工防止发生损坏轴承和歪口现象，收口过程中通过控制轴向压入量得到所需的内径，另外收口过程需要不断的冷却润滑，转速要求慢，收口时间因此较长。
分体式锥模挤压收口：克服了以上两种收口方式的不足，带来的新问题就是，挤压时，模具作用在钢管上的轴向作用力会使钢管发生轴向滑移现象，为了准确的控制收口量，就需要对钢管进行轴向约束，克服其滑移。
在以上收口方式的实际应用中，轴向收口经常遇到的问题就是，模具压入后取出困难，尤其是高钢级管子，强大的变形力容易使管头卡在模具里面，很容易造成模具被啃坏的现象，一旦工作面被啃坏，模具即报废。对于三轴滚压而言，因轴承安装方式属于悬臂固定，定位销容易发生剪断，轴承工作时承载很大，发热严重，收口过程中需要不断的提供液体润滑并冷却滚柱，对于收口最终结果同样不便控制。由于不可避免的钢管滑移，分体式锥模挤压收口不能准确的控制收口量，难以保证设计精度。
为了克服现有收口方式的不利因素，通过分析收口过程，提出了将轴向作用力收口改为径向作用力收口的方式，并首创性的将收口工作面改为对称结构设计，可以有效的避免以上弊端。
发明内容
为解决上述技术中存在的问题，本实用新型的目的是提供一种钢管收口的径向压模装置，解决了目前收口方式中存在的收口模具脱模困难，对钢管长度有要求及收口时钢管滑移目标值难以控制的问题。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是提供一种钢管收口的径向压模装置，其中：所述压模装置包括上部模具及下部模具两部分，当两部分模具贴合时其内部形成完整的型腔结构，所述型腔结构包括有二轴向相互对称的柱面部分、锥面部分，二锥面部分之间设有形成钢管锯切线的过渡面部分。
本实用新型的效果是该装置一次挤压成型，切开后同时可得到两个收口端，提高工作效率；收口过程中，钢管不会发生轴向窜动，目标值准确可控；收口过程不需要石墨润滑剂，消除了对环境的污染；收口过程中无需测量内径，不会“过收口”；收口后，模具不会卡住管体，容易脱模；对管子长度没有限制，轴向无需任何约束定位等，克服了轴向压缩收口可能存在的失稳现象；收口前，无需对钢管端面进行倒角与平整加工；收口过程安全、简便、快捷，降低了劳动强度。特别是对短管进行收口作业，采用锥形模具轴向压缩收口，收口每个管头需要3人协调配合用时15分钟；采用圆盘式三轴滚压收口，收口每个管头需要2人配合用时15分钟；采用分体式锥模挤压收口，钢管在锥面上产生滑移约5mm，影响钢管的收口设计尺寸，且由于滑移的影响，使收口过程需要重复进行，直到管端内径达到设计要求。采用此模具后，收口过程只需2人用时3分钟，一次挤压成型，目标值稳定，大大的节约了人力物力，并提高了工作效率，且简单安全。
附图说明
图1、图2是本实用新型钢管收口模具装置压入前后轴向示意图；
图3是本实用新型钢管收口模具装置横向示意图；
图4是本实用新型钢管收口模具装置型腔构成图；
图5是本实用新型钢管收口模具装置示意图；
图6是本实用新型中钢管收口的外形结构示意图；
图7是本实用新型中钢管收口过渡段切开后示意图。
图中：
1、液压缸活塞 2、上部模具 3、钢管 4、下部模具 5、工作台
6、导向滑道 2-1、柱面部分 2-2、锥面部分 2-3、过渡面部分
具体实施方式
结合附图对本实用新型的钢管收口的径向压模装置结构加以说明。
本实用新型的钢管收口的径向压模装置的设计思想是基于：通过带结构型腔的两个半模具上下一并对钢管施加作用力，当两个半模具贴合的时候，钢管完成缩径收口。将模具内部型腔设计为轴向对称结构，收口时模具内的钢管内部产生相对称的拉应力，在钢管内部可相互抵消，这种对称结构的设计克服了现存的单个锥形压模收口过程中发生的钢管轴向窜动的缺陷，保证了收口的设计精度，收口时只需在钢管收口位置处做好标记并置于下模具的过渡面部分即可。在收口过程中，模具与钢管的摩擦过程短暂，且模具可以从中分开，所以不需要石墨润滑；由于是成型模具，尺寸固定，在收口过程中也不需要中断进行测量，保证一次到位且目标值准确；对管子长度没有要求，且一次挤压得到两个收口端；收口后，模具不会卡住钢管，容易脱模。
如图4所示，本实用新型的钢管收口的径向压模装置，所述压模装置包括包括上部模具2及下部模具4两部分，当两部分模具贴合时其内部形成完整的型腔结构，所述型腔结构包括有二轴向相互对称的柱面部分2-1、锥面部分2-2，二锥面部分2-2之间设有形成钢管锯切线的过渡面部分2-3，也是收口后钢管 的锯切线。
所述柱面部分2-1为非工作面，在收口过程中起到稳定钢管的作用，锥面部分2-2与过渡面部分2-3为工作面，在收口过程中对钢管外壁施加径向作用力，强制钢管产生相应变形。
将柱面部分2-1、锥面部分2-2的组合设计为轴向对称结构，在收口工作中，锥面的作用力轴向对称作用于钢管内部，钢管不产生轴向滑移与窜动。收口完成后可实现对称收口，从中间切开后可得到两个收口端。
所述柱面部分2-1尺寸大于要收口的钢管实际外径1～2mm。由于此部分主要是起收口过程中稳定钢管的作用，不承受收口作用力，所以设计尺寸稍稍大于钢管外径即可。
所述锥面部分2-2的锥角为6～8度，有效作用长度为15～20mm。锥面部分2-2的锥角设计需参考油套管特殊扣密封部分的长度与内倒的尺寸进行设计，由于此模具是油套管特殊扣专用收口模具，经过理论计算与实际试验，锥角设计为6～8度，有效作用长度设计为15～20mm适宜。
所述过渡面部分2-3的尺寸为4～6mm，即可满足后续加工的要求。
如图1、2、3所示，因模具中心的内径小于钢管外径，开始工作时，型腔柱面部分2-1并不能贴合钢管3的外圆，随着上部模具2的压入，钢管3与型腔结构的锥面部分2-2接触量逐渐增大，由于上部模具2及下部模具4的限制，钢管3按照型腔尺寸顺势变形，进而产生局部缩径现象，上部模具2及下部模具4最终贴合完成，通过控制外径得到管端所需的内径尺寸，完成钢管3的收口。
收口过程需在立式压力机上实现，其中下部模具4需固定在工作台5上，上部模具2的安装有以下两种可选的方式：
A、固定在立式压力机的活塞1的顶部，通过液压系统控制上部模具2运动；
B、为了保证模具贴合过程中的稳定性，若上部模具不固定在液压缸上，在下部模具4上固定简易的导向滑道6，以限定上部模具2的自由度，使上部模具2只能沿着滑道6上下平动。
将钢管3上需要收口的位置画线标记，标记处置于模具结构的过渡面2-3处，将钢管3平放于下部模具4内，控制上部模具2压下，直至模具贴合，保持3～5秒钟，提起上部模具2，收口过程完成。其中，钢管3能够容易的从模具内脱离，缩径部分轮廓清晰，如图6所示。
收口完成后，沿着过渡面部分2-3切开，就可以得到两个收口端，如图7所示。
Claims (4)
1.一种钢管收口的径向压模装置，其特征是：所述压模装置包括上部模具（2）及下部模具（4）两部分，当两部分模具贴合时其内部形成完整的型腔结构，所述型腔结构包括有二轴向相互对称的柱面部分（2-1）、锥面部分（2-2），二锥面部分（2-2）之间设有形成钢管锯切线的过渡面部分（2-3）。
2.根据权利要求1所述的钢管收口的径向压模装置，其特征是：所述柱面部分（2-1）尺寸大于要收口的钢管实际外径1～2mm。
3.根据权利要求1所述的钢管收口的径向压模装置，其特征是：所述锥面部分（2-2）的锥角为6～8度，有效作用长度为15～20mm。
4.根据权利要求1所述的钢管收口的径向压模装置，其特征是：所述过渡面部分（2-3）的尺寸为4～6mm。
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Cited By (2)
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| CN114653850A (zh) * | 2022-02-24 | 2022-06-24 | 沈阳航天新光集团有限公司 | 一种外套螺母收口模具及收口方法 |
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